沉积物微量金属元素在重建水体环境变化中的意义

沉积物所记录的微量金属含量与形态的变化是指示人类活动影响下水体环境变化的有效指标，主要用于指示沉积物重金属污染、水体初级生产力变化和氧化还原条件等方面的水体环境状况。总体而言，沉积物中微量金属含量在近一个世纪以来显著上升，反映了采矿、冶金、污水排放、化肥使用、煤炭和石油燃烧等各种人类活动造成水体和沉积物重金属污染的记录。作为浮游植物微量营养元素，Cu、Zn、Ni、Ba、Cd等在沉积物中的记录可以指示水体初级生产力水平。U、Mo、V、Cu、Cd、Mn等氧化还原敏感元素在沉积物中的富集或贫化，及其比值（如Re/Mo、Cd/U、Th/U和V/Sc）的变化，是指示水体和沉积物氧化还原环境的有效指标。但需要指出的是，在受人类活动影响的水体中，这些生产力和氧化还原指标很少能指示水体生产力或氧化还原状况，可能主要与人类活动同时造成这些金属元素大量污染输入而掩盖了其自生来源和内在变化的沉积记录有关。所以，对沉积物中微量金属元素来源的判别（陆源碎屑输入、人为输入和水体自生来源）是重建水体环境变化的重要前提。本文总结了多种化学和统计学方法（包括同位素示踪法、化学提取法、富集因子法和主成分分析法等）在沉积物金属来源判别中的应用。另外，成岩作用等多种因素会干扰沉积物金属记录对环境变化的指示作用，所以构建多元素指标来综合判断沉积物记录所反映的环境信息是今后的研究所必须关注的。